DE102022116385A1 - COUPLING DEVICE FOR A DISMANTLABLE SURGICAL INSTRUMENT AND METHOD FOR ACTUATING THE COUPLING DEVICE - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung stellt eine Kopplungsvorrichtung (1) für ein chirurgisches Instrument (10) bereit, das eine Werkzeugspitze (4), einen Schaft (2) entlang einer Instrumentenachse (A) und eine Zugstange (3) aufweist, die in dem Schaft (2) gelagert ist und mit der Werkzeugspitze (4) verbunden ist. Die Kopplungsvorrichtung (1) weist einen Werkzeugeinsatz (7) auf, durch den sich die Zugstange (3) erstreckt und der die Werkzeugspitze (4) mit dem Schaft (2) lösbar verbindet, und ist von einer Montageposition, in der die Werkzeugspitze (4) von dem distalen Ende (8) des Schafts (2) gelöst ist, in eine Arbeitsposition, in der die Werkzeugspitze (4) mit dem distalen Ende (8) des Schafts (2) gesichert verbunden ist, überführbar. Dabei weist die Kopplungsvorrichtung (1) zumindest einen Rastnocken (6) auf, der in einer Aussparung (7.3) an einem proximalen Abschnitt (7.2) des Werkzeugeinsatzes (7) bewegbar gelagert ist und zwischen einer achsnahen Lage in der Montageposition und einer achsfernen Lage in der Arbeitsposition durch eine Rotationsbewegung der Zugstange (3) um die Instrumentenachse (A) überführbar ist. Der proximale Abschnitt (7.2) des Werkzeugeinsatzes (7) ist in dem distalen Ende (8) des Schafts (2) aufnehmbar, der am distalen Ende (8) zumindest eine Rastöffnung (2.1) zum Eingriff mit dem Rastnocken (6) in der Arbeitsposition aufweist. Ferner werden ein zerlegbares chirurgisches Instrument (10) und ein Verfahren zur Betätigung der Kopplungsvorrichtung (1) offenbart.The present invention provides a coupling device (1) for a surgical instrument (10), which has a tool tip (4), a shaft (2) along an instrument axis (A) and a pull rod (3) which is in the shaft (2 ) is stored and connected to the tool tip (4). The coupling device (1) has a tool insert (7) through which the pull rod (3) extends and which releasably connects the tool tip (4) to the shaft (2), and is from a mounting position in which the tool tip (4 ) is detached from the distal end (8) of the shaft (2), can be moved into a working position in which the tool tip (4) is securely connected to the distal end (8) of the shaft (2). The coupling device (1) has at least one locking cam (6), which is movably mounted in a recess (7.3) on a proximal section (7.2) of the tool insert (7) and between a position close to the axis in the assembly position and a position away from the axis The working position can be transferred by a rotational movement of the pull rod (3) around the instrument axis (A). The proximal section (7.2) of the tool insert (7) can be accommodated in the distal end (8) of the shaft (2), which has at least one locking opening (2.1) at the distal end (8) for engagement with the locking cam (6) in the working position having. Furthermore, a dismountable surgical instrument (10) and a method for actuating the coupling device (1) are disclosed.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kopplungsvorrichtung für ein zerlegbares chirurgisches Instrument, ein entsprechendes zerlegbares chirurgisches Instrument und ein Verfahren zur Betätigung der Kopplungsvorrichtung zur Montage oder Demontage des zerlegbaren chirurgischen Instruments.The invention relates to a coupling device for a dismountable surgical instrument, a corresponding dismountable surgical instrument and a method for actuating the coupling device for assembling or dismantling the dismantling surgical instrument.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass chirurgische Instrumente für die endoskopische Chirurgie ein bewegliches Werkzeug an dem distalen Ende eines länglichen Schafts aufweisen, an dessen proximalem Ende eine manuelle oder robotische Betätigungseinheit bzw. Handhabe angeordnet ist. Dazu weist das chirurgische Instrument ein Kraftübertragungselement auf, für das häufig eine Zug- und Druckstange (abgekürzt Zugstange) eingesetzt wird. Das Kraftübertragungselement, das das Werkzeug mit dem Griff, bzw. dem beweglichen Griffteil in Wirkverbindung bringt, erstreckt sich dazu axial beweglich durch den länglichen Schaft und ist distalseitig mit einer Werkzeugmechanik verbunden, die die längsaxiale hin und her Bewegung des Kraftübertragungselements in eine Werkzeugbewegung übersetzt, beispielsweise zum Öffnen und Schließen von Maulteilen des Werkzeugs, etwa zum Greifen oder Schneiden.It is known from the prior art that surgical instruments for endoscopic surgery have a movable tool at the distal end of an elongated shaft, at the proximal end of which a manual or robotic actuation unit or handle is arranged. For this purpose, the surgical instrument has a force transmission element, for which a pull and push rod (abbreviated pull rod) is often used. The force transmission element, which brings the tool into operative connection with the handle or the movable handle part, extends axially movably through the elongated shaft and is connected on the distal side to a tool mechanism which translates the longitudinal axial back and forth movement of the force transmission element into a tool movement, for example, for opening and closing jaw parts of the tool, for example for gripping or cutting.
Bei modularen Vorrichtungen lassen sich solche chirurgischen Instrumente beispielweise aus den Baugruppen Handhabe, Schaft und Arbeitseinsatz aus Werkzeugspitze und Zugstange zusammensetzen, die auch wieder zerlegt, gereinigt und desinfiziert und dadurch zumindest teilweise wiederverwendbar sind. Daher spielt die einfache Montage und Demontage bei modularen chirurgischen Instrumente eine wichtige Rolle.In the case of modular devices, such surgical instruments can, for example, be composed of the assemblies handle, shaft and work insert consisting of tool tip and pull rod, which can also be disassembled, cleaned and disinfected and therefore at least partially reusable. Therefore, easy assembly and disassembly plays an important role in modular surgical instruments.
Die
Aus
Die Überführung in die Montageposition, d. h. Inaktivierung der Verriegelungsvorrichtung, erfolgt somit durch einen vorbestimmten axialen Betätigungsweg der Kraftübertragungsstange, der sich an den Arbeitsbereich, der beispielsweise zum Öffnen und Schließen der Maulteile definiert ist, anschließt und in einer Überoffenstellung der Maulteile resultiert. In diesem entriegelten Zustand kann das proximale Werkzeugende mit dem distalen Schaftende verbunden bzw. davon gelöst werden.The transfer to the assembly position, i.e. H. Inactivation of the locking device is thus carried out by a predetermined axial actuation path of the force transmission rod, which adjoins the working area, which is defined, for example, for opening and closing the jaw parts, and results in an over-open position of the jaw parts. In this unlocked state, the proximal tool end can be connected to or detached from the distal shaft end.
Bei diesem Zerlegekonzept wird ein Teil des axialen Weges der Kraftübertragungsstange bzw. Zugstange zur Überführung der Maulteile in die Überoffenstellung benötigt, um die Zerlegung der Komponenten zu ermöglichen. Für das Öffnen und Schließen der Maulteile steht der restliche Zugstangenweg im Arbeitsbereich zur Verfügung. Die konstruktiven Rahmenbedingungen insbesondere bei sehr kleinen Maulteilen oder Scherenkonstruktion limitieren jedoch den maximalen Öffnungswinkel der Instrumente und damit auch den gesamten Zugstangenweg. Dies kann dazu führen, dass zur Realisierung der Überoffenstellung der Zugstangenweg im Arbeitsbereich eingeschränkt werden muss. Dies bedeutet, dass dem Anwender ein zu geringer Öffnungswinkel zur Verfügung steht.With this disassembly concept, part of the axial path of the force transmission rod or pull rod is required to transfer the jaw parts into the over-open position in order to enable the components to be dismantled. The rest of the pull rod is responsible for opening and closing the jaws freely available in the work area. However, the structural conditions, especially with very small jaws or scissors, limit the maximum opening angle of the instruments and thus also the entire drawbar travel. This can result in the tie rod travel having to be restricted in the working area in order to achieve the over-open position. This means that the opening angle available to the user is too small.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Kopplungsvorrichtung für ein chirurgisches Instrument bereitzustellen, bei dem größere Öffnungswinkel der Instrumente ermöglicht werden.Based on this prior art, it is the object of the present invention to provide an improved coupling device for a surgical instrument in which larger opening angles of the instruments are made possible.
Diese Aufgabe wird durch eine Kopplungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is achieved by a coupling device with the features of
Die weitere Aufgabe, ein entsprechend verbessertes zerlegbares chirurgisches Instrument bereitzustellen, wird durch ein zerlegbares chirurgisches Instrument mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.The further task of providing a correspondingly improved dismountable surgical instrument is achieved by a dismountable surgical instrument with the features of
Ferner löst ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 8 die Aufgabe einer vereinfachten Montage und Demontage eines zerlegbaren chirurgischen Instruments.Furthermore, a method with the features of
Weiterbildungen der Vorrichtungen und es Verfahrens sind in den jeweiligen Unteransprüchen ausgeführt.Further developments of the devices and the method are set out in the respective subclaims.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung, die für ein zerlegbares chirurgisches Instrument vorgesehen und ausgebildet ist, das eine Werkzeugspitze, einen Schaft entlang einer Instrumentenachse und eine Zugstange aufweist, die axial beweglich in dem Schaft gelagert ist und distalseitig mit der Werkzeugspitze verbunden ist, weist die Kopplungsvorrichtung einen Werkzeugeinsatz auf, durch den sich die Zugstange erstreckt und der eine lösbare Verbindung der Werkzeugspitze mit dem distalen Ende des Schafts bereitstellt. Dabei ist die Kopplungsvorrichtung zwischen einer Montageposition, in der die Verbindung der Werkzeugspitze mit dem distalen Ende des Schafts gelöst ist, und einer Arbeitsposition, in der die Verbindung der Werkzeugspitze mit dem distalen Ende des Schafts gesichert ist, überführbar. Erfindungsgemäß weist die Kopplungsvorrichtung zumindest einen Rastnocken aufweist, der in einer Aussparung an einem proximalen Abschnitt des Werkzeugeinsatzes linear senkrecht zu der Instrumentenachse bewegbar gelagert ist. Der Rastnocken ist zwischen einer achsnahen Lage in der Montageposition, in der der Rastnocken nicht über eine Außenfläche des proximalen Abschnitts des Werkzeugeinsatzes hinausragt, und einer achsfernen Lage in der Arbeitsposition überführbar, in der der Rastnocken aus der Aussparung über die Außenfläche des proximalen Abschnitts des Werkzeugeinsatzes hinausragt. Erreicht wird dies erfindungemäß durch eine Rotationsbewegung der Zugstange um die Instrumentenachse. Vorteilhaft wird der proximale Abschnitt des Werkzeugeinsatzes in dem distalen Ende des Schafts aufgenommen. Der Schaft weist am distalen Ende zumindest eine Rastöffnung aufweist, die zum Eingriff mit dem Rastnocken in der Arbeitsposition ausgebildet ist.According to a first embodiment of the coupling device according to the invention, which is intended and designed for a dismountable surgical instrument which has a tool tip, a shaft along an instrument axis and a pull rod which is axially movably mounted in the shaft and is connected to the tool tip on the distal side the coupling device has a tool insert through which the pull rod extends and which provides a releasable connection of the tool tip to the distal end of the shaft. The coupling device can be transferred between a mounting position in which the connection of the tool tip to the distal end of the shaft is released and a working position in which the connection of the tool tip to the distal end of the shaft is secured. According to the invention, the coupling device has at least one locking cam, which is mounted in a recess on a proximal section of the tool insert so as to be linearly movable perpendicular to the instrument axis. The locking cam can be moved between a position close to the axis in the assembly position, in which the locking cam does not protrude beyond an outer surface of the proximal section of the tool insert, and a position away from the axis in the working position, in which the locking cam comes out of the recess over the outer surface of the proximal section of the tool insert protrudes. According to the invention, this is achieved by rotating the pull rod around the instrument axis. The proximal section of the tool insert is advantageously received in the distal end of the shaft. The shaft has at least one locking opening at the distal end, which is designed to engage with the locking cam in the working position.
Die „achsnahe“ und „achsferne“ Lage des Rastnockens bezieht sich hierin auf die Instrumentenachse.The position of the locking cam “near the axis” and “far from the axis” refers to the instrument axis.
Mit dieser erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung lassen sich bei einem zerlegbaren Instrumentensystem die Komponenten Schaft und Werkzeugspitze in der Montageposition vorteilhaft zerlegen, die - anders als im Stand der Technik, in dem eine Löseposition durch einen axialen Betätigungsweg der Zugstange, die mit einer Überoffenstellung der Maulteile verbunden ist - durch eine Rotation der Zugstange definiert ist. Die form- und kraftschlüssige Verbindung durch die erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung erhöht die Verbindungsstabilität zwischen Schaft und Werkzeugspitze, sorgt für ein verringertes Spiel der verbundenen Komponenten und erhöhte Funktionssicherheit. Zudem sorgt die Rotationsbewegung der Zugstange zum Lösen oder Sichern der Kopplungsvorrichtung für eine einfache Demontage und Montage.With this coupling device according to the invention, the shaft and tool tip components can be advantageously disassembled in the assembly position in a dismantling instrument system, which - unlike in the prior art, in which a release position is achieved by an axial actuation path of the pull rod, which is connected to an over-open position of the jaw parts - is defined by a rotation of the tie rod. The positive and non-positive connection by the coupling device according to the invention increases the connection stability between the shaft and the tool tip, ensures reduced play of the connected components and increased functional reliability. In addition, the rotational movement of the pull rod to release or secure the coupling device ensures easy disassembly and assembly.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung weist die Zugstange in einem Bereich, der dem Rastnocken zugeordnet ist, zumindest ein Taillierungssegment und einen umfänglich benachbarten untaillierten Abschnitt auf. Das Taillierungssegment ist eine in axialer Richtung begrenzte zylindersegmentartige Ausnehmung. Darunter ist hierin eine Ausnehmung mit einem Ausnehmungsquerschnitt zu verstehen, der einem Kreissegment entspricht, dessen Kreissehnenlänge vorzugsweise in etwa dem Rastnockendurchmesser entspricht. Der Zugstangenquerschnitt an dieser Stelle wird entsprechend durch die Restkreisfläche ohne dieses Kreissegment definiert. Dabei sind die Abmessungen der zylindersegmentartigen Ausnehmung in Bezug auf die Abmessungen des Rastnockens abgestimmt. Bei der Bemessung der Tiefe der Ausnehmung ist einerseits eine vorbestimmte Mindeststärke der Zugstange und andererseits ein für den Rastnocken mit einer bestimmten Länge vorgesehener Hubweg zu berücksichtigen, der durch den Radienunterschied der Zugstange zwischen dem Taillierungssegment und dem umfänglich benachbarten untaillierten Abschnitt definiert wird.According to a further embodiment of the coupling device according to the invention, the pull rod has at least one waist segment and a circumferentially adjacent non-waisted section in an area that is assigned to the locking cam. The waist segment is a cylinder segment-like recess limited in the axial direction. This is to be understood as meaning a recess with a recess cross section which corresponds to a circular segment, the circular chord length of which preferably corresponds approximately to the locking cam diameter. The tie rod cross section at this point is defined accordingly by the remaining circular area without this circle segment. The dimensions of the cylinder segment-like recess are coordinated with respect to the dimensions of the locking cam. When dimensioning the depth of the recess, a predetermined minimum strength of the pull rod and, on the other hand, a stroke path intended for the locking cam with a certain length must be taken into account, which is determined by the difference in radius of the pull rod between the sidecut segment and the circumferentially adjacent untailored section is defined.
Die so ausgebildete Zugstange kann in der Montageposition den Rastnocken mit dem Taillierungssegment kontaktieren, sodass der Rastnocken in der achsnahen Lage vorliegt. The pull rod designed in this way can contact the locking cam with the waist segment in the assembly position, so that the locking cam is in the position close to the axis.
Durch Rotation um die Instrumentenachse wird die Zugstange in die Arbeitsposition überführt, in der sie den Rastnocken mit dem umfänglich benachbarten untaillierten Abschnitt kontaktiert, wodurch die achsfernen Lage des Rastnockens erreicht wird.By rotating around the instrument axis, the pull rod is transferred to the working position in which it contacts the locking cam with the circumferentially adjacent non-tailored section, whereby the position of the locking cam away from the axis is achieved.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Kopplungsvorrichtung zwei diametral angeordnete Rastnocken an dem proximalen Abschnitt des Werkzeugeinsatzes und zwei diametral angeordnete Rastöffnungen am distalen Ende des Schafts aufweist, da hierdurch bei gleichbleibend einfacher Montier- und Demontierbarkeit durch Rotation der Zugstange für eine verbesserte Verbindungsstabilität und verringertes Spiel mit erhöhter Funktionssicherheit gesorgt wird. Mehr als zwei Rastnocken und Rastöffnungen, die vorzugsweise umfänglich gleichmäßig verteilt sind, sind grundsätzlich auch denkbar, aber nicht bevorzugt, da der dadurch erhöhte Bauteil- und Herstellungsaufwand nicht mit einer merklichen Verbesserung in Bezug auf die Verbindungstabilität, Spiel und Funktionssicherheit gegenüber den zwei diametralen Rastverbindungen verbunden ist.According to a further embodiment of the coupling device according to the invention, it is provided that the coupling device has two diametrically arranged locking cams on the proximal section of the tool insert and two diametrically arranged locking openings on the distal end of the shaft, as this ensures that it can be easily assembled and disassembled by rotating the pull rod for a Improved connection stability and reduced backlash with increased functional reliability are ensured. More than two locking cams and locking openings, which are preferably evenly distributed around the circumference, are also conceivable in principle, but are not preferred, since the resulting increased component and manufacturing costs do not correspond to a noticeable improvement in terms of connection stability, play and functional reliability compared to the two diametrical locking connections connected is.
Zur Betätigung der zwei diametralen Rastverbindungen kann gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung die Zugstange in einem den Rastnocken zugeordneten Bereich entsprechend zwei diametral angeordnete Taillierungssegmente aufweisen, die sich umfänglich mit zwei untaillierten Abschnitten abwechseln. Jedes Taillierungssegment ist als eine in axialer Richtung begrenzte zylindersegmentartige Ausnehmung ausgebildet, sodass sich der Querschnitt der Zugstange in diesem Bereich als Restkreisfläche darstellt, bei der von der Kreisfläche diametral zwei Kreissegmente durch parallele Kreissehnen abgeschnitten sind, deren Länge vorzugsweise in etwa dem Rastnockendurchmesser entspricht. In Bezug auf die Abmessungen der zylindersegmentartigen Ausnehmungen, die mit den Abmessungen des Rastnockens abgestimmt sind, gilt entsprechend, dass bei der Bemessung der Tiefe der Ausnehmungen einerseits eine vorbestimmte Mindeststärke der Zugstange und andererseits ein für jeden Rastnocken mit einer bestimmten Länge vorgesehener Hubweg zu berücksichtigen ist, der durch den Radienunterschied der Zugstange zwischen dem Taillierungssegment und dem umfänglich benachbarten untaillierten Abschnitt definiert wird.To actuate the two diametrical locking connections, according to yet another embodiment of the coupling device according to the invention, the pull rod can have two diametrically arranged waist segments in an area assigned to the locking cams, which alternate circumferentially with two uncut sections. Each waist segment is designed as a cylindrical segment-like recess limited in the axial direction, so that the cross section of the tie rod in this area is represented as a residual circular area, in which two circular segments are cut off diametrically from the circular area by parallel circular chords, the length of which preferably corresponds approximately to the locking cam diameter. With regard to the dimensions of the cylinder segment-like recesses, which are coordinated with the dimensions of the locking cam, it applies accordingly that when dimensioning the depth of the recesses, on the one hand, a predetermined minimum strength of the pull rod and, on the other hand, a stroke path provided for each locking cam with a certain length must be taken into account , which is defined by the difference in radius of the tie rod between the sidecut segment and the circumferentially adjacent uncut section.
Entsprechend kontaktiert die Zugstange in der Montageposition die beiden Rastnocken mit dem jeweiligen Taillierungssegment, sodass beide Rastnocken in der achsnahen Lage vorliegen. Durch Rotation um die Instrumentenachse wird die Zugstange in die Arbeitsposition überführt, in der sie beide Rastnocken mit dem jeweiligen umfänglich benachbarten untaillierten Abschnitt kontaktiert, wodurch die achsfernen Lage der Rastnockens bereitgestellt wird.Accordingly, in the assembly position, the pull rod contacts the two locking cams with the respective sidecut segment, so that both locking cams are in the position close to the axis. By rotating around the instrument axis, the pull rod is transferred to the working position, in which it contacts both locking cams with the respective circumferentially adjacent non-tailored section, thereby providing the position of the locking cam away from the axis.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung weist der Werkzeugeinsatz einen distalen Abschnitt auf, dessen Außendurchmesser größer ist als ein Außendurchmesser des proximalen Abschnitts und der vorzugsweise einem Außendurchmesser des distalen Endes des Schaftes entspricht. Dabei grenzt der distale Abschnitt unter Ausbildung eines Absatzes an den proximalen Abschnitt an, dessen Außendurchmesser an einen Innendurchmesser des distalen Endes des Schaftes angepasst ist. Die Länge des proximalen Abschnitts ist dabei in Bezug auf die Positionierung der Aussparung(en) für den (jeweiligen) Rastnocken derart ausgebildet, dass bei Aufnahme des proximalen Abschnitts und bündiger Anordnung des distalen Schaftendes an dem Absatz zum distalen Abschnitt des Werkzeugeinsatzes die axiale Positionierung der Aussparung(en) für den/die Rastnocken am proximalen Abschnitt einer axialen Positionierung der Rastöffnung(en) am distalen Ende des Schafts entspricht.According to yet another embodiment of the coupling device according to the invention, the tool insert has a distal section whose outer diameter is larger than an outer diameter of the proximal section and which preferably corresponds to an outer diameter of the distal end of the shaft. The distal section adjoins the proximal section to form a shoulder, the outer diameter of which is adapted to an inner diameter of the distal end of the shaft. The length of the proximal section is designed in relation to the positioning of the recess(s) for the (respective) locking cam in such a way that when the proximal section is received and the distal shaft end is arranged flush with the shoulder to the distal section of the tool insert, the axial positioning of the Recess(s) for the locking cam(s) on the proximal section corresponds to an axial positioning of the locking opening(s) at the distal end of the shaft.
Gegebenenfalls kann in weiteren Ausführungsformen vorgesehen sein, dass die Bewegung des Rastnockens durch Vorspannung mittels Federelement oder zwangsgesteuert durch die Zugstange erfolgen kann. Mit einem Federelement kann der Rastnocken entweder zur Anordnung in der Rastposition oder der gelösten Position vorgespannt werden. Aus der jeweiligen durch Vorspannung vorgegebenen Position kann der Rastnocken durch Betätigung der Zugstange gelöst werden. Eine Zwangssteuerung kann mittels Kulissen- / Bahnsteuerung zwischen Rastnocken und Zugstange realisiert werden.If necessary, it can be provided in further embodiments that the movement of the locking cam can be carried out by pretensioning by means of a spring element or positively controlled by the pull rod. With a spring element, the locking cam can be preloaded either for arrangement in the locking position or the released position. The locking cam can be released from the respective position specified by the preload by operating the pull rod. Forced control can be implemented using a link/path control between the locking cam and the pull rod.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Gegenstand ist ein zerlegbares chirurgisches Instrument, das eine Werkzeugspitze, einen Schaft entlang einer Instrumentenachse, eine Handhabe und eine Zugstange aufweist, die axial beweglich in dem Schaft gelagert und distalseitig mit der Werkzeugspitze und proximalseitig mit der Handhabe verbunden ist. Das chirurgische Instrument weist eine erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung mit einem Werkzeugeinsatz auf, durch den sich die Zugstange erstreckt und der eine lösbare Verbindung der Werkzeugspitze mit einem distalen Ende des Schafts bereitstellt. Erfindungsgemäß ist die Kopplungsvorrichtung zwischen einer Montageposition, in der die Verbindung der Werkzeugspitze mit dem distalen Ende des Schafts gelöst ist, und einer Arbeitsposition, in der die Verbindung der Werkzeugspitze mit dem distalen Ende des Schafts gesichert ist, überführbar.A further object according to the invention is a dismountable surgical instrument which has a tool tip, a shaft along an instrument axis, a handle and a pull rod which is mounted axially movably in the shaft and is connected to the tool tip on the distal side and to the handle on the proximal side. The surgical instrument has a coupling device according to the invention with a tool insert through which the pull rod extends and which provides a releasable connection of the tool tip to a distal end of the shaft. According to the invention, the coupling device can be transferred between a mounting position in which the connection of the tool tip to the distal end of the shaft is released and a working position in which the connection of the tool tip to the distal end of the shaft is secured.
Dies kann durch eine Rotationsbewegung der Zugstange um die Instrumentenachse als vorbestimmter Betätigungsbewegung geschehen.This can be done by rotating the pull rod around the instrument axis as a predetermined actuating movement.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Betätigung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung zur Montage oder Demontage eines zerlegbaren chirurgischen Instruments bezieht sich darauf, dass das chirurgische Instrument durch eine vorbestimmte Betätigungsbewegung der Zugstange von einer Montageposition, in der Montage und Demontage der Komponenten Werkzeugspitze und Schaft möglich sind, in eine Arbeitsposition, in der das chirurgische Instrument durch sichere Verbindung der Komponenten Werkzeugspitze und Schaft funktionsfähig ist, überführt werden kann.A method according to the invention for actuating a coupling device according to the invention for assembling or disassembling a dismountable surgical instrument refers to the surgical instrument being moved from an assembly position in which assembly and disassembly of the tool tip and shaft components are possible into a working position by a predetermined actuation movement of the pull rod , in which the surgical instrument is functional through secure connection of the tool tip and shaft components.
Dazu umfasst das Verfahren die Schritte
- - Durchführen einer Rotationsbewegung der Zugstange um die Instrumentenachse, um den zumindest einen Rastnocken linear senkrecht zu der Instrumentenachse zur Überführen der Kopplungsvorrichtung wahlweise in die Montageposition oder die Arbeitsposition zu bewegen, wobei
- - in der Montageposition der Rastnocken in der Aussparung an dem proximalen Abschnitt des Werkzeugeinsatzes in der achsnahen Lage angeordnet ist, in der der Rastnocken nicht über eine Außenfläche des proximalen Abschnitts des Werkzeugeinsatzes hinausragt, so dass Einführen oder Herausziehen des proximalen Abschnitts des Werkzeugeinsatzes in das oder aus dem distale(n) Ende des Schafts ermöglicht ist, und
- - in der Arbeitsposition der Rastnocken in der Aussparung an dem proximalen Abschnitt des Werkzeugeinsatzes in der achsfernen Lage angeordnet ist, in der der Rastnocken aus der Aussparung über die Außenfläche des proximalen Abschnitts des Werkzeugeinsatzes hinausragt, so dass ein Eingriff des Rastnockens mit der Rastöffnung am distalen Ende des Schafts besteht und ein Einführen oder Herausziehen des proximalen Abschnitts des Werkzeugeinsatzes in das oder aus dem distale(n) Ende des Schafts verhindert ist.
- - Carrying out a rotational movement of the pull rod about the instrument axis in order to move the at least one locking cam linearly perpendicular to the instrument axis in order to transfer the coupling device either into the assembly position or the working position, whereby
- - In the assembly position, the locking cams are arranged in the recess on the proximal section of the tool insert in the position close to the axis, in which the locking cam does not protrude beyond an outer surface of the proximal section of the tool insert, so that the proximal section of the tool insert can be inserted or pulled out into the or from the distal end(s) of the shaft is possible, and
- - In the working position, the locking cam is arranged in the recess on the proximal section of the tool insert in the position remote from the axis, in which the locking cam protrudes from the recess beyond the outer surface of the proximal section of the tool insert, so that the locking cam engages with the locking opening on the distal End of the shaft and insertion or withdrawal of the proximal section of the tool insert into or from the distal end of the shaft is prevented.
Weitere Ausführungsformen sowie einige der Vorteile, die mit diesen und weiteren Ausführungsformen verbunden sind, werden durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren deutlich und besser verständlich. Gegenstände oder Teile derselben, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung. Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Other embodiments, as well as some of the advantages associated with these and other embodiments, will become clearer and better understood from the following detailed description with reference to the accompanying figures. Objects or parts thereof that are essentially the same or similar may be provided with the same reference numerals. The figures are merely a schematic representation of an embodiment of the invention. Further advantages result from the following drawing description. An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings. The drawings, description and claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will also expediently consider the features individually and combine them into further sensible combinations.
Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Seitenansicht eines zerlegbaren chirurgischen Instruments, -
2 ein Verfahrensschema zur Betätigung der Kopplungsvorrichtung, -
3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung in der Montageposition, -
4 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung in der Arbeitsposition, -
5 eine Detailansicht der Kopplungsvorrichtung inder Montageposition aus 3 , -
6 eine Detailansicht der Kopplungsvorrichtung in der Arbeitsposition aus4 .
-
1 a schematic side view of a dismountable surgical instrument, -
2 a process diagram for actuating the coupling device, -
3 a perspective view of a coupling device according to the invention in the assembly position, -
4 a perspective view of a coupling device according to the invention in the working position, -
5 a detailed view of the coupling device in theassembly position 3 , -
6 a detailed view of the coupling device in the working position4 .
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopplungsvorrichtung 1 für ein zerlegbares chirurgisches Instrument 10, ein zerlegbares chirurgisches Instrument 10 mit einer solchen Kopplungsvorrichtung und ein Verfahren zur Betätigung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung 1 zur Montage oder Demontage eines erfindungsgemäßen zerlegbaren chirurgischen Instruments 10.The invention relates to a
Ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung 1 für ein zerlegbares chirurgisches Instrument 10 ist in
Eine erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung 1 des zerlegbaren chirurgischen Instruments 10 weist einen Zangen- oder Werkzeugeinsatz 7 auf, mit dem eine Werkzeugspitze 4, die in
Erfindungsgemäß handelt es sich bei der vorbestimmten Betätigungsbewegung der Zugstange 3 um eine Rotationsbewegung um die Instrumentenachse A und nicht wie im Stand der Technik um eine axiale Vorschubbewegung, die in einer Überoffenstellung der Maulteile resultiert, wodurch der nutzbare Öffnungswinkel beschränkt ist. Anders bei der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung 1: Mit der Rotationsbewegung als Betätigungsbewegung zur Überführung in die Montagestellung kann der gesamte axiale Arbeitsweg der Zugstange zum Öffnen und Schließen der Maulteile genutzt werden.According to the invention, the predetermined actuation movement of the
Um zur Herstellung der Arbeitsposition den Eingriff zwischen dem Werkzeugeinsatz 7 und dem Schaft 2 bereitzustellen, weist die Kopplungsvorrichtung 1 im Beispiel von
Mit Überführung der Kopplungsvorrichtung 1 in die Arbeitsposition (
Um die Rastnocken 6 zwischen der achsnahen Lage in der Montageposition und der achsfernen Lage in der Arbeitsposition zu bewegen, weist die Zugstange 3 in einem Bereich, der den Rastnocken 6 zugeordnet ist, zwei diametral angeordnete Taillierungssegmente 3.1 und jeweils umfänglich benachbarte untaillierte Abschnitte auf. Jedes Taillierungssegment 3.1 wird durch eine in axialer Richtung begrenzte zylindersegmentartige Ausnehmung gebildet, deren axialen Enden am Übergang zu den benachbarten Zugstangenbereichen, die nicht den Rastnocken 6 zugeordnet sind, abgerundet sind. Die Abmessungen der zylindersegmentartigen Ausnehmungen sind in Bezug auf Abmessungen des Rastnockens 6 abgestimmt. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass ein Mindestquerschnitt der Zugstange 3 nicht unterschritten wird. Ferner wird der Hubweg für jeden Rastnocken 6 in Abhängigkeit von dessen Länge durch den Radienunterschied der Zugstange zwischen dem Taillierungssegment 3.1 und dem umfänglich benachbarten untaillierten Abschnitt bestimmt. Der Zugstangenquerschnitt an der Stelle der Taillierungssegmente 3.1 ist eine Restkreisfläche eines Kreises, von dem zwei Kreissegmenten an parallelen Kreissehnen abgeschnittenen sind, deren Länge in etwa einem Durchmesser des Rastnockens 6 entsprechen.In order to move the
Die achsnahe Lage der Rastnocken 6 in der Montageposition wird so durch eine erste Drehposition der Zugstange 3 bereitgestellt, in der der Rastnocken 6 die Zugstange 3 am Taillierungssegment 3.1 kontaktiert. Durch Rotation der Zugstange 3 - hier um 90 ° - in eine zweite Drehposition kontaktiert der Rastnocken 6 die Zugstange 3 an dem umfänglich benachbarten untaillierten Abschnitt, wodurch die achsferne Lage der Rastnocken 6 in der Arbeitsposition bereitgestellt wird.The position of the
Befindet sich ein Rastnocken 6 in der zum Rastnocken passenden Rastöffnung 2.1, lässt sich der Zangen- bzw. Werkzeugeinsatz 7 nicht mehr radial und axial relativ zum Schaft 2 verschieben. Die Position des Rastnockens 6 wird dabei im Arbeitsbereich des Instrumentes 1 durch den Umfang der Zugstange 3 gesichert. Zur Zerlegung wird die Zugstange 3 so rotiert, dass sich ein Taillierungssegment 3.1 unter dem Rastnocken 6 befindet und sich dieser zur Instrumentenachse A in die achsnahe Lage bewegen kann, sodass der Rasteingriff gelöst wird.If there is a
Anders als in den dargestellten Beispielen sind auch Modifikationen der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung denkbar, die eine von zwei abweichende Anzahl von Rastnocken aufweist und / oder bei der die Rastnocken nicht in der bevorzugten diametralen Anordnung vorliegen. So können Alternativen einen oder drei oder mehr Rastnocken vorsehen, die in entsprechende Ausnehmungen im Schaft eingreifen können. Ferner können Rastnocken auch axial in Bezug auch die Zugstange versetzt vorliegen.In contrast to the examples shown, modifications of the coupling device according to the invention are also conceivable, which have a number of locking cams that deviate from two and/or in which the locking cams are not in the preferred diametrical arrangement. Alternatives can provide one or three or more locking cams that can engage in corresponding recesses in the shaft. Furthermore, locking cams can also be axially offset in relation to the pull rod.
In den
In
Die vorliegende Erfindung stellt eine Kopplungsvorrichtung 1 für ein chirurgisches Instrument 10 bereit, das eine Werkzeugspitze 4, einen Schaft 2 entlang einer Instrumentenachse A und eine Zugstange 3 aufweist, die in dem Schaft 2 gelagert ist und mit der Werkzeugspitze 4 verbunden ist. Die Kopplungsvorrichtung 1 weist einen Werkzeugeinsatz 7 auf, durch den sich die Zugstange 3 erstreckt und der die Werkzeugspitze 4 mit dem Schaft 2 lösbar verbindet, und ist von einer Montageposition, in der die Werkzeugspitze 4 von dem distalen Ende 8 des Schafts 2 gelöst ist, in eine Arbeitsposition, in der die Werkzeugspitze 4 mit dem distalen Ende 8 des Schafts 2 gesichert verbunden ist, überführbar. The present invention provides a
Dabei weist die Kopplungsvorrichtung 1 zumindest einen Rastnocken 6 auf, der in einer Aussparung 7.3 an einem proximalen Abschnitt 7.2 des Werkzeugeinsatzes 7 bewegbar gelagert ist und zwischen einer achsnahen Lage in der Montageposition und einer achsfernen Lage in der Arbeitsposition durch eine Rotationsbewegung der Zugstange 3 um die Instrumentenachse A überführbar ist. Der proximale Abschnitt 7.2 des Werkzeugeinsatzes 7 ist in dem distalen Ende 8 des Schafts 2 aufnehmbar, der am distalen Ende 8 zumindest eine Rastöffnung 2.1 zum Eingriff mit dem Rastnocken 6 in der Arbeitsposition aufweist. Ferner werden ein zerlegbares chirurgisches Instrument 10 und ein Verfahren zur Betätigung der Kopplungsvorrichtung 1 offenbart. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.The
BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SYMBOL LIST
- 11
- KopplungsvorrichtungCoupling device
- 1010
- Chirurgisches InstrumentSurgical instrument
- 22
- Schaftshaft
- 2.12.1
- RastöffnungLatching opening
- 33
- Zugstangepull bar
- 3.13.1
- TaillierungssegmentWaist segment
- 44
- WerkzeugspitzeTool tip
- 55
- MaulteileJaws
- 66
- RastnockenDetent cams
- 77
- WerkzeugeinsatzTool use
- 7.17.1
- Distaler AbschnittDistal section
- 7.27.2
- Proximaler AbschnittProximal section
- 7.37.3
- Aussparungrecess
- 88th
- Distales SchaftendeDistal shaft end
- 99
- HandhabeHandle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1889578 B1 [0004]EP 1889578 B1 [0004]
- EP 2510888 B1 [0005]EP 2510888 B1 [0005]
- US 10206756 B2 [0006]US 10206756 B2 [0006]
- EP 2510887 B1 [0007]EP 2510887 B1 [0007]
Claims (8)
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US10206756B2 (en) | 2015-05-26 | 2019-02-19 | Karl Storz Se & Co. Kg | Tool for a dismantlable medical instrument |
-
2022
- 2022-06-30 DE DE102022116385.7A patent/DE102022116385A1/en active Pending
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